封裝殘余應力對界面層裂的影響研究.pdf

1、分類號密級UDC編號桂林電子工業(yè)學院研究生學位論文題目封裝殘余應力對界面層裂的影響研究封裝殘余應力對界面層裂的影響研究（英文）（英文）InvestigationofResidualStressonInterfacialDelaminationinMicroelectronicPackages研究生姓名:田剛領指導教師姓名、職務:蔣廷彪副教授申請學位:工學碩士學科、專業(yè):機械電子工程提交論文日期:2005年4月年月日摘要摘要微電子封裝技術

2、在電子制造行業(yè)中的應用越來越廣泛。相比于陶瓷封裝材料，由于高聚物封裝材料低廉的價格而大量使用。高聚物在固化過程中，分子鏈相互交聯(lián)逐漸增加，液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，體積收縮時受到周圍材料的約束，就會產生相應的應力、應變場，也就是通常所說的固化殘余應力。并且這些高聚物材料有很強的親水性，一方面會引起封裝器件的各種材料界面粘接強度的退化，另一方面會在后續(xù)的組裝工藝中，在再流焊溫度（220～240）沖擊下，界面吸入的潮氣轉化為蒸汽壓力，與熱應力的共同作用

3、通常導致器件從界面處爆裂（俗稱爆米花現(xiàn)象）。固化殘余應力和吸潮等引起的界面層裂不僅使器件本身在封裝和組裝工藝中失效，而且可能使組裝的電路板或整個電子系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)可靠性問題。本論文結合國家自然科學基金項目“微電子芯片封裝中的界面層裂機制和控制方法研究”，針對塑封器件主要由于固化殘余應力和吸潮導致的界面層裂問題，采用理論分析和數(shù)值模擬相結合的方法進行分析。通過對器件模擬分析，發(fā)現(xiàn)固化殘余應力的不但改變了器件中芯片的應力分布，同時還進

4、一步劣化了DA材料與芯片接觸面的應力值，增加了DA材料發(fā)生脫層失效或材料內部發(fā)生損傷的幾率，并且發(fā)現(xiàn)固化時間的長短對PBGA器件封裝產生的殘余應力，也有不可忽略的影響。這些發(fā)現(xiàn)對于預測芯片的開裂、對調整固化時間提高器件可靠性有一定的參考價值。并在隨后在模型中假定了缺陷（即裂紋），并利用J積分判據(jù)來對裂紋受到殘余應力的影響進行分析，發(fā)現(xiàn)固化過程與器件內應力變化、裂紋擴展以及裂紋參數(shù)等都有十分重要的關系。最后，文章就潮濕因素對器件的影響進行